Американцы ищут новые пути лечения инфекционных заболеваний.
Проще говоря – альтернативу антибиотикам, ко многим из которых бактерии уже приспособились.
Ученые Университета Висконсина-Мэдисона пытаются лишить бактерии способности к коллективным действиям, обманув их «чувство кворума». Без него им с иммунитетом не справиться.
Бактерии – существа социальные и общаются друг с другом при помощи химических веществ. Когда концентрация выделяемых веществ достигает порогового значения, колония бактерий начинает действовать как единое целое. Так патогенные бактерии приступают к атаке организма, только убедившись, что их достаточное количество, чтобы противостоять иммунной системе.
Ученые хотят научиться подавлять «чувство кворума» бактерий и тем самым лишать их возможности действовать единым фронтом.
Прежде всего, химики заставили бактерии реагировать на ложные сигналы. Многие бактерии используют в «общении» друг с другом такие вещества, как лактоны (циклические сложные эфиры). Ученые выяснили, что несколько видов бактерий реагируют на одни и те же вещества. Значит, механизм их химической чувствительности универсален. Затем исследователи синтезировали неприродные лактоны и проверили, будут ли искусственные вещества сигнализировать бактериям о «кворуме». Опыт удался: бактерии реагировали на искусственные лактоны, стимулирующие их «чувство кворума», определенным поведением. Причем, одни лактоны действовали на все бактерии, другие – лишь на определенные виды.
«Мы предполагаем, что можно сконструировать вещество, которое нужным способом подействует на несколько бактериальных инфекций, и вещества, подавляющие только одного возбудителя», — говорит руководитель группы ученых – химик Хелен Блэкуэлл. Это – основа для лекарств широкого и узкого спектра действия».
Биологи подчеркивают необходимость поиска новых способов держать бактерии под контролем из-за их все большей устойчивости к антибиотикам. Блокирование «чувства кворума», по словам Хелен Блэкуэлл, позволит «удержать бактерии от плохого поведения», например, от того, чтобы выделять токсины. Она ожидает, что бактерии не очень быстро смогут приспособиться к таким блокаторам.
Авторы описали свои эксперименты в журнале ChemBioChem.
Кишечная палочка в роли радиоприемника
Физики под руководством Алана Уидома из Северо-Восточного университета в Бостоне доказали, что бактерии могут быть источниками и приемниками электромагнитных волн большой частоты (радиоволн).
Бактерии имеют для этого одно очень важное отличие от других форм жизни. Как известно, ДНК большинства живых организмов имеет линейную структуру. А ДНК бактерий закручена в кольца, которые могут образовывать то, что физики называют колебательным контуром.
«В течение долгого времени мы фиксировали мимолетные сигналы. Что-то происходит в районе одного килогерца», — пояснил Алан Уидом.
Таким образом, исследователи из Бостона подтвердили смелое предположение Люка Монтанье, получившего Нобелевскую премию за открытие ВИЧ. Однажды, проводя опыты, ученый отметил странное явление. Катушки индуктивности, размещенные вокруг колб с кишечной палочкой E. Сoli, регистрировали слабый сигнал на частоте примерно одного килогерца. Несмотря на заслуги Люка Монтанье в вирусологии, его выводы о радиоизлучении бактерий тогда никто не принял всерьез.
Группа Уидома провела расчеты, которые доказывают правоту нобелевского лауреата. Вычисление показало, что электроны, перескакивая с уровня на уровень в кольцах ДНК бактерий E. Coli и Mycoplasma piru –тех самых, что использовал Монтанье, могут порождать радиошум с пиками на частотах 0,5, 1 и 1,5 килогерц (это частоты радиоволн).
«Разные виды бактерий имеют разную длину ДНК в хромосомах. Эти длины, вероятно, и определяют частоту радиоволн», — пояснил Уидом.
Какую пользу это открытие может принести человечеству? С этим американские ученые пока не определились.
